新疆某鈾礦淡化少試劑地浸關(guān)鍵技術(shù)和工藝參數(shù)現(xiàn)場試驗研究

高 柏，汪 勇， 周義朋，孫占學(xué)，史維浚

(1.東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013；2.東華理工大學(xué)放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室，江西 南昌 330013)

新疆某鈾礦淡化少試劑地浸關(guān)鍵技術(shù)和工藝參數(shù)現(xiàn)場試驗研究

(1.東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013；2.東華理工大學(xué)放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室，江西 南昌 330013)

鈾礦；地浸；關(guān)鍵技術(shù)；工藝參數(shù)

新疆某鈾礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水礦化度高達8～12g/L，采用酸法地浸技術(shù)容易形成硫酸鈣沉淀，產(chǎn)生永久性堵塞；采用堿法地浸，容易形成碳酸鈣沉淀，產(chǎn)生暫時性堵塞，這兩種方法都使地浸采鈾過程因堵塞而被迫終止[1-6]。國內(nèi)外多家科研部門開展了堿法浸出、微酸浸出、低濃度大流量浸出、空氣預(yù)氧化浸出等多種工藝研究，均未取得滿意效果[7-10]。筆者團隊基于室內(nèi)工藝研究基礎(chǔ)上，得到適合該礦床地浸的淡化少試劑地浸生產(chǎn)工藝技術(shù)[11-12]，即通過淡化礦床地下水礦化度、加入氧氣氧化、適當(dāng)加入碳酸氫銨等試劑，既不發(fā)生沉淀堵塞前提下，有盡可能提高浸鈾效率的技術(shù)方法?，F(xiàn)場地浸采鈾試驗主要是解決淡化少試劑的關(guān)鍵技術(shù)以及最佳工藝參數(shù)參數(shù)，為該礦床生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 工藝流程及試驗過程

2 試驗結(jié)果

2.1 地下水淡化

2.2 淡化無試劑(氧化)浸出試驗

在地下水礦化度淡化至3.8g/L的基礎(chǔ)上，進行邊淡化邊浸出試驗。采用無試劑浸出方法，溶浸液為淡水，不加任何其他試劑，氧化劑為高壓氧氣。試驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 淡化 + O2浸出浸出階段浸出液中鈾濃度變化

從圖2中可以看出淡化+O2浸出有如下特點：前10天期間，加氧后，當(dāng)溶浸液的溶解氧濃度達到160～250mg/L時，浸出鈾濃度出現(xiàn)波動變化，初期穩(wěn)定在2mg/L，最后穩(wěn)定在4mg/L左右。當(dāng)溶浸液的溶解氧濃度為300～450mg/L，浸出鈾濃度逐漸上升，浸出液中鈾濃度由4mg/L上升為約10mg/L。

加入溶解氧濃度為400mg/L時，測量出浸出液溶解氧濃度大于70mg/L，說明浸出液中有較多溶解氧過剩。因此，通過降低溶浸液中氧氣加入量，在不改變其他條件前提下，將溶解氧濃度穩(wěn)定在300mg/L條件下，浸出液溶解氧濃度為20mg/L浸出鈾濃度穩(wěn)定為12mg/L。

由于氧氣的加入，含礦層鈾礦物發(fā)生氧化，使浸出液鈾濃度增高，在氧氣大量過剩的前提下，最大浸出鈾濃度為12mg/L，說明在本試驗塊段采用無試劑加氧氣浸出工藝受到限制，浸鈾效果不好。

基于僅加入氧氣不加入任何試劑的條件下浸出不能達到理想浸出效果，要進一步提高浸出液中鈾濃度，必須加入適量的試劑。為此，在前期浸鈾階段的基礎(chǔ)上，進行少試劑浸出工藝試驗，試驗結(jié)果如圖3所示。

2.5 HCl酸化效應(yīng)討論

圖4 酸化、淡化、最佳重碳酸根含量浸鈾效果

圖5 現(xiàn)場酸化后重碳酸根與pH關(guān)系

3 結(jié)論

3)淡化少試劑地浸是適用該鈾礦床的經(jīng)濟高效、切實可行地浸采鈾技術(shù)。

[1] 李學(xué)禮．水文地球化學(xué)[M]．北京：原子能出版社，1988.

[2] 史維浚．鈾水文地球化學(xué)原理[M]．北京：原子能出版社，1990.

[3] 史維浚，孫占學(xué)．應(yīng)用水文地球化學(xué)[M]．北京：原子能出版社，2005.

[4] 高柏，邢擁國，張文.淡化地下水對緩解某礦床地浸化學(xué)堵塞的探討[J].鈾礦冶，2010，29(2)：61-65.

[5] Gao B， Sun.Z.X.Study of the hydrogeology conditions of leaching uranium in Shihongtan uranium deposit.Goldschmidt Conference Abstract[R].2010.

[6] 高柏，杜洋，孫占學(xué)，等.十紅灘砂巖型鈾礦床南段地浸條件分析[J].中國礦業(yè)，2013,22( 6)：89-92.

[7] 王海峰，武偉，湯慶四.新疆某礦床堿法地浸采鈾試驗[J].鈾礦冶，2007,26( 4)：169-173.

[8] 王清良，史文革，萬利平，等.新疆某鈾礦石堿法地浸室內(nèi)試驗研究[J].鈾礦冶，2004,23( 1)：25-30.

[9] 雷林，雷澤勇.微酸地浸采鈾技術(shù)應(yīng)用研究[J].礦業(yè)工程，2007,5(2)：20-22.

[10] 王海峰.大流量低濃度地浸采鈾浸出工藝試驗[J].有色金屬：礦山部分,2007，59(5)：9-13.

[11] 高柏，史維浚，邢擁國，等.新疆某礦床淡化少試劑地下水堿法地浸試驗研究[J].鈾礦冶，2011，30(3)：130-134.

[12] 東華理工大學(xué).“十紅灘砂巖鈾礦淡化少試劑地浸采鈾研究” [R]．中國國防科學(xué)技術(shù)報告，2007.

Field experiment of dilution-few reagent in-situ leaching uranium mining in the uranium deposit of Xinjiang

(1.East China Insititute of technology， Nanchang 330013,China .2.Fundamental Science on Radioactive Geology and Exploration Technology Laboratory，East China Institute of Technology，Nanchang 330013,China)

dilution-few reagent；in-situ leaching；key technology；optimal technology parameter

2014-03-09

國家自然科學(xué)基金項目“鈾水冶固體廢物中放射性核素遷移行為及水環(huán)境影響”資助(編號：41162007)；國家自然科學(xué)基金項目“江西相山鈾礦山土壤中放射性核素賦存特征及其形成機理研究”資助(編號：41362011)；江西省教育廳科技項目資助(編號：GJJ12375)；東華理工大學(xué)放射性地質(zhì)勘探與技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室開放基金資助(編號：2011RGET05)

高 柏，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事礦山水環(huán)境、地下水污染與治理、礦山土壤重金屬污染研究工作。E-mail:gaobai@ecit.cn。

TL212.1+2

A

1004-4051(2015)01-0124-04